EP0102974A1 - Doppler radar area monitor - Google Patents

Doppler radar area monitor

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EP0102974A1
EP0102974A1 EP19830900786 EP83900786A EP0102974A1 EP 0102974 A1 EP0102974 A1 EP 0102974A1 EP 19830900786 EP19830900786 EP 19830900786 EP 83900786 A EP83900786 A EP 83900786A EP 0102974 A1 EP0102974 A1 EP 0102974A1
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EP
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connection
capacitance
fet
inductance
oscillator
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Withdrawn
Application number
EP19830900786
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German (de)
French (fr)
Inventor
Ian Simpson
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Hoermann Warnsysteme GmbH
Original Assignee
Hoermann GmbH
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03BGENERATION OF OSCILLATIONS, DIRECTLY OR BY FREQUENCY-CHANGING, BY CIRCUITS EMPLOYING ACTIVE ELEMENTS WHICH OPERATE IN A NON-SWITCHING MANNER; GENERATION OF NOISE BY SUCH CIRCUITS
    • H03B5/00Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input
    • H03B5/18Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element comprising distributed inductance and capacitance
    • H03B5/1841Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element comprising distributed inductance and capacitance the frequency-determining element being a strip line resonator
    • H03B5/1847Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element comprising distributed inductance and capacitance the frequency-determining element being a strip line resonator the active element in the amplifier being a semiconductor device
    • H03B5/1852Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element comprising distributed inductance and capacitance the frequency-determining element being a strip line resonator the active element in the amplifier being a semiconductor device the semiconductor device being a field-effect device
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/02Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
    • G01S7/03Details of HF subsystems specially adapted therefor, e.g. common to transmitter and receiver
    • G01S7/032Constructional details for solid-state radar subsystems

Definitions

  • FIG. 1 A further exemplary embodiment of the oscillator designed according to the invention as a detector (mixer) is shown in FIG.
  • the antenna designed in microstrip design contains several antennas in the illustrated embodiment elements 73 to 77, each consisting of strip-like conductors pointing in the opposite direction and fed by the common connection 16 with microwave energy.

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Inductance-Capacitance Distribution Constants And Capacitance-Resistance Oscillators (AREA)
  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)

Abstract

Dans un dispositif à radar Doppler pour la surveillance locale, l'oscillateur constitue en même temps le détecteur. Il contient un transistor à effet de champ, muni dans son circuit de source et de drain d'un élément de circuit pour le prélèvement des signaux de fréquence Doppler, connecté par l'intermédiaire d'un filtre. On obtient ainsi un dispositif particulièrement simple et de fabrication avantageuse, peu volumineux, léger et d'une fiabilité élevée.In a Doppler radar device for local surveillance, the oscillator simultaneously constitutes the detector. It contains a field effect transistor, provided in its source and drain circuit with a circuit element for the sampling of Doppler frequency signals, connected via a filter. This gives a particularly simple and advantageous manufacturing device, not bulky, light and of high reliability.

Description

Vorrichtung zur Raumüberwachung mittels Doppler- Radar Device for room surveillance using Doppler radar
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Raumüber wachung mittels Doppler-Radar, enthaltend einen Mikro wellen-Oszillator, eine Sende-Empfangs-Antenne sowie einen Detektor zur Gewinnung von Signalen mit Doppler- Frequenz bei Bewegungen innerhalb des überwachten Raumes .The invention relates to a device for room surveillance by means of Doppler radar, containing a micro wave oscillator, a transceiver antenna and a detector for obtaining signals with Doppler frequency when moving within the monitored space.
Eine bekannte Vorrichtung dieser Art ("Elektronik- Zeitung", Febr.1980, S.8) enthält einen Gunn-Oszilla tor in Hohlraumtechnik, einen Diodenmischer als Detek tor und eine planare Sende-Empfangs-Antenne. Ein wesentlicher Nachteil dieser Ausführung besteht darin, daß ein beträchtlicher Anteil der vom Oszillator er zeugten Mikrowellenleistung vom Diodenmischer bei Er zeugung der dopplerfrequenten Nutzsignale verbrauc wird. Daraus ergibt sich eine Verringerung des Wirkungsgrades der Raumüberwachung bzw. die Notwendigkeit, eine entsprechend höhere Mikrowellenleistung vorzusehen. Nachteilig sind weiterhin der durch die Hohlraumtechnik bedingte große Raumbedarf, das erheb liche Gewicht sowie die beträchtlichen Fertigungskosten.A known device of this type ("Electronics Newspaper", Feb. 1980, p.8) contains a Gunn-Oszilla gate in cavity technology, a diode mixer as a detector and a planar transmit / receive antenna. A major disadvantage of this embodiment is that a significant proportion of the microwave power generated by the oscillator is consumed by the diode mixer when generating the Doppler-frequency useful signals. This results in a reduction in the efficiency of the room monitoring or the need to provide a correspondingly higher microwave power. Disadvantages are also the large space required by the cavity technology, the considerable weight and the considerable manufacturing costs.
Zum Stand der Technik gehört weiterhin die Verwendung einer Gunn-Diode als Mischer. Die Gunn-Diode ist hierbei in einem Hohlraum angeordnet, der an die Antenne angeschlossen ist. Dopplerfrequente Signale, die in den Hohlraum eingekoppelt werden, bewirken eine Strom änderung in der Gunn-Diode, die durch eine nieder frequente Schaltung ausgewertet wird. Der wesentliche Nachteil dieser bekannten Ausführung besteht darin, daß der mit der Gunn-Diode erzielte Misch- effekt sehr klein ist, so daß sich bei Verstärkung eine hohe Störkomponente ergibt. Eine solche Vorrichtung zur Raumüberwachung besitzt daher nur eine verhältnismäßig geringe Reichweite.The use of a Gunn diode as a mixer also belongs to the prior art. The Gunn diode is arranged in a cavity that is connected to the antenna. Doppler-frequency signals that are injected into the cavity cause a current change in the Gunn diode caused by a low frequency circuit is evaluated. The main disadvantage of this known embodiment is that the mixing effect achieved with the Gunn diode is very small, so that a high interference component results when amplified. Such a device for room surveillance therefore has only a relatively short range.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung dieser Mängel der bekannten Ausführungen eine Vorrichtung zur Raumüberwachung mittels DopplerRadar zu schaffen, die sich durch eine besonders einfache, kostensparende Herstellung, einen geringen Raumbedarf und ein kleines Gewicht auszeichnet und die eine sehr zuverlässige, gegenüber Umwelteinflüssen unempfindliche Betriebsweise aufweist.The invention is therefore based on the object, while avoiding these deficiencies of the known designs, to provide a device for space monitoring by means of Doppler radar, which is distinguished by a particularly simple, cost-saving production, a small space requirement and a low weight and which is very reliable in relation to environmental influences insensitive mode of operation.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Detektor durch den zugleich als Mischer wirkenden Oszillator gebildet wird, der einen Feldeffekttransistor (FET) enthält, in dessen Source-Drain-Stromkreis ein über einen Filter angeschlossenes Schaltungselement zum Abgriff der dopplerfrequenten Signale vorgesehen ist.This object is achieved in that the detector is formed by the oscillator which also acts as a mixer and which contains a field effect transistor (FET), in the source-drain circuit of which a circuit element connected via a filter is provided for tapping the Doppler-frequency signals.
Schaltungen mit FET wurden früher bereits als Mischer verwendet. Bei diesen für andere Anwendungszwecke gesehenen Ausführungen wurde jedoch stets ein gesonderter Oszillator vorgesehen. Wenngleich diese bekannten Schaltungen einen ausgezeichneten Mischwirkungsgrad besitzen, so sind sie dennoch für Vorrichtungen zur Raumüberwachung ungeeignet, da die Verwendung gesonderter FET für Oszillator und Detektor einen für Raumüberwachungs-Vorrichtungen untragbar großen Aufwand darstellt.Circuits with FET have previously been used as mixers. However, a separate oscillator has always been provided for these designs seen for other applications. Although these known circuits have excellent mixing efficiency, they are nevertheless unsuitable for devices for room surveillance because of their use separate FET for oscillator and detector represents a prohibitively large expense for room monitoring devices.
Der Erfindung liegt demgegenüber die Erkenntnis zugrunde, daß es unter Berücksichtigung der bei einer Raumüberwachung mittels Doppler-Radar gegebenen Ver hältnisse möglich ist, den mit einem FET versehenen Oszillator zugleich als Detektor (Mischer) auszubilden und die vom Detektor gewonnenen dopplerfrequentenThe invention is based on the knowledge that it is possible, taking into account the conditions given in a room monitoring using Doppler radar, to design the oscillator provided with a FET at the same time as a detector (mixer) and the Doppler frequencies obtained by the detector
Signale an einem Schaltungselement abzugreifen, das über einen Filter an den Source-Drain-Stromkeis des FET angeschlossen ist.Tapping signals from a circuit element which is connected to the source-drain current circuit of the FET via a filter.
Dadurch ergibt sich eine besonders einfache Schaltung, die sich kostensparend mit geringem Raumbedarf und kleinem Gewicht herstellen läßt und die eine sehr zuverlässige, gegenüber äußeren Störungen unempfindliche Betriebsweise aufweist.This results in a particularly simple circuit which can be produced in a cost-saving manner with a small space requirement and a small weight and which has a very reliable mode of operation which is insensitive to external disturbances.
Weitere Einzelheiten der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche und werden im Zusammenhang mit der Beschreibung einiger Ausführungsbeispiele näher erläutert.Further details of the invention are the subject of the dependent claims and are explained in connection with the description of some exemplary embodiments.
Fig.1 zeigt eine Schemadarstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Raumüberwachung. Sie enthält einen Oszillator 1, der über einen Widerstand 2 von einer Gleichspannungs-Stromquelle 3 versorgt wird. über eine Verbindungsschaltung 4 ist der Oszillator 1 mit einer Antenne 5 verbunden. Die vom Oszillator 1 erzeugten Mikrowellen werden von der Antenne 5 in den zu überwachenden Raum abgestrahlt. Die reflektierten Signale werden von der Antenne 5 wieder aufgenommen und dem zugleich als Detektor ausgebildeten Oszillator 1 zugeführt. Bei einer Bewegung in dem überwachten Raum ergibt sich ein Frequenzunterschied (Doppler-Frequenzverschiebung) zwischen den ausgesandten und den empfangenen Mikrowellen. Diese dopplerfrequenten Signale erzeugen - wie anhand einiger Ausführungsbeispiele noch näher erläutert wird - eine entsprechende Spannungsänderung am Widerstand 2, die an den Klemmen 6 , 7 dieses Widerstandes 2 abgenommen und durch eine geeignete niederfrequente Schaltung weiterverarbeitet werden kann.1 shows a schematic representation of the device for room surveillance according to the invention. It contains an oscillator 1, which is supplied by a DC voltage source 3 via a resistor 2. The oscillator 1 is connected to an antenna 5 via a connection circuit 4. The microwaves generated by the oscillator 1 are emitted by the antenna 5 into the room to be monitored. The reflected signals are picked up again by the antenna 5 and fed to the oscillator 1, which is also designed as a detector. A movement in the monitored room results in a frequency difference (Doppler frequency shift) between the emitted and the received microwaves. These Doppler-frequency signals - as will be explained in more detail with the aid of some exemplary embodiments - generate a corresponding voltage change at the resistor 2, which can be tapped off at the terminals 6, 7 of this resistor 2 and processed further by a suitable low-frequency circuit.
Ein erstes Ausführungsbeispiel des zugleich als Detektor (Mischer) ausgebildeten Oszillators ist in Fig.2 veranschaulicht.A first embodiment of the oscillator, which is also designed as a detector (mixer), is illustrated in FIG.
Oer Oszillator enthält einen GaAs-FET 8, dessen Source-,Drain- und Gate-Anschlüsse mit s, d bzw. g bezeichnet sind. Source- und Gate-Anschluß s, g des FET 8 sind über eine erste Impedanz 9 gekoppelt. DerThe oscillator contains a GaAs FET 8, the source, drain and gate connections of which are denoted by s, d and g, respectively. Source and gate connections s, g of FET 8 are coupled via a first impedance 9. The
Source-Anschluß s ist über eine erste Induktivität 10 und einen ersten Widerstand 11 mit einer Vorspannungsquelle (Anschluß 12) verbunden. An den Klemmen 13, 14 des Widerstandes 11 werden die dopplerfrequenten Signale abgegriffen.Source terminal s is connected via a first inductor 10 and a first resistor 11 to a bias voltage source (terminal 12). The Doppler-frequency signals are tapped at the terminals 13, 14 of the resistor 11.
Der Drain-Anschluß d des FET 8 ist über eine ersteThe drain terminal d of the FET 8 is via a first
Kapazität 15 mit der Antenne (Anschluß 16) verbunden und steht über die Reihenschaltung einer zweiten Indukti vität 17 und eines zweiten Widerstandes 18 mit Masse in Verbindung. Der Verbindungspunkt zwischen dem ersten Widerstand 11 und der ersten Induktivität 10 ist über eine zweite Kapazität 19 mit Masse verbunden. Der Gate-Anschluß g des FET 8 ist über die Parallelschaltung eines dritten Widerstandes 20 und einer dritten Induktivität 21 mit Masse verbunden.Capacitance 15 is connected to the antenna (connection 16) and is connected in series via a second inductor vity 17 and a second resistor 18 connected to ground. The connection point between the first resistor 11 and the first inductor 10 is connected to ground via a second capacitance 19. The gate connection g of the FET 8 is connected to ground via the parallel connection of a third resistor 20 and a third inductor 21.
Die Wirkungsweise der Schaltung gemäß Fig.2 ist folgendermaßen:The mode of operation of the circuit according to FIG. 2 is as follows:
Der FET 8 wird vom Anschluß 12 über den Widerstand 50 gespeist. Denkt man sich zunächst die Impedanz 9, d.h. die Rückkopplung zwischen Source- und Gate-Anschluβ, weg, so stellt sich ein bestimmter Ruhestrom ein. Durch die als Rückkopplung wirkende Imepdanz 9 , die beispielsweise durch einen dielektrischen Resonator gebildet wird, ergibt sich nun eine Resonanzverstärkung einer bestimmten Frequenz des im Source-Drain-Stromkreis fließenden Stromes. Durch die mit 180° Phasenverschiebung wirkende Rückkopplung vom Source- zum Gate-Anschluß des FET 8 ergibt sich eine stabile Schwingung bei einer Frequenz, die der Eigenfrequenz des dielektrischen Resonators, d.h. der Impedanz 9, entspricht.The FET 8 is fed from the terminal 12 via the resistor 50. If you first think of impedance 9, i.e. the feedback between the source and gate connection, then a certain quiescent current is established. The impedance 9 acting as feedback, which is formed, for example, by a dielectric resonator, results in a resonance gain of a certain frequency of the current flowing in the source-drain circuit. The feedback from the source to the gate connection of the FET 8, which acts with a phase shift of 180 °, results in a stable oscillation at a frequency which corresponds to the natural frequency of the dielectric resonator, i.e. corresponds to the impedance 9.
Der im Source-Drain-Stromkreis fließende Strom erzeugt an der Reihenschaltung der Induktivität 17 und des Widerstandes 18 eine sinusförmige Spannung. Die Induktivität 17 stellt für diesen Strom eine großeThe current flowing in the source-drain circuit generates a sinusoidal voltage at the series connection of the inductor 17 and the resistor 18. The inductance 17 represents a large one for this current
Impedanz dar, so daß sich eine hohe Ausgangsspannung ergibt, die über die Kapazität 15 (die für die Oszilla torfrequenz eine niedrige Impedanz darstellt) zumImpedance, so that there is a high output voltage, the capacitance 15 (that for the Oszilla gate frequency represents a low impedance)
Anschluß 16 übertragen wird.Port 16 is transmitted.
Eine Selbsterregung des FET 8 wird durch den Widerstand 20 und die Induktivität 21 verhindert. Die Induktivität 10 und die Kapazität 19 bilden einen Tief paßfilter. Der Widerstand 18 sorgt für eine ausreichende positive Vorspannung des Drain-Anschlusses gegenüer dem Gate-Anschluß.Self-excitation of the FET 8 is prevented by the resistor 20 and the inductance 21. The inductor 10 and the capacitor 19 form a low pass filter. Resistor 18 provides sufficient positive bias of the drain terminal against the gate terminal.
Die Funktion der Schaltung gemäß Fig.2 als Detektor (Mischer) zur Gewinnung der dopplerfrequenten Signale am Widerstand 11 ist wie folgt:The function of the circuit according to FIG. 2 as a detector (mixer) for obtaining the Doppler-frequency signals at resistor 11 is as follows:
Wie bei der Erläuterung der Oszillätorfunktion bereits erwähnt, tritt an der Reihenschaltung der Induktivität 17 und des Widerstandes 18 eine sinusförmige Spannung von Oszillatorfrequenz auf. Empfängt nun die mit dem Anschluß 16 verbundene Sende-Empfangs-Antenne Mikrowellen mit einer gegenüber der ausgesandten Frequenz etwas unterschiedlichen Frequenz (aufgrund einer Bewegung in dem überwachten Raum) , so ergibt sich am Drain-Anschluß d des FET 8 folgende Summenspannung v:As already mentioned in the explanation of the oscillator function, a sinusoidal voltage of the oscillator frequency occurs at the series connection of the inductor 17 and the resistor 18. If the transmit / receive antenna connected to the connection 16 now receives microwaves with a frequency that is slightly different from the transmitted frequency (due to movement in the monitored space), the following sum voltage v results at the drain connection d of the FET 8:
(1) V = V1 sin ω1t + V2sin ω2t(1) V = V 1 sin ω 1 t + V 2 sin ω 2 t
Hierbei istHere is
V1 = der Scheitelwert der Spannung von Oszillat frequenz ω1 V 1 = the peak value of the voltage of oscillation frequency ω 1
V2 = der Scheitelwert der Spannung mit einer um die Dopplerfrequenz verschobenen Frequenz ω2. Durch den zweiten Ausdruck in Gleichung (1) ergibt sich eine Änderung des durch den FET 8 fließenden Stromes. Für den Strom i im Source-Drain-Kanal des FET 8 gilt folgende Beziehung:V 2 = the peak value of the voltage with a frequency ω 2 shifted by the Doppler frequency. The second expression in equation (1) results in a change in the current flowing through the FET 8. The following relationship applies to the current i in the source-drain channel of the FET 8:
Hierbei bedeuten idss = Sättigungsström für eine bestimmte Vor spannung Here mean idss = saturation current for a certain voltage
Vgd = Spannung zwischen Gate- und Drain-Anschluβ Vp = sog.pinch-off-Spannung des FET.V gd = voltage between gate and drain connection Vp = so-called pinch-off voltage of the FET.
Setzt man (1) in (2) ein, so erhält man für den Strom iIf you insert (1) in (2), you get for the current i
Durch Umformung von (3) erhält manBy transforming (3) one obtains
Der Ausdruck A ist zeitunabhängig und ergibt eine kleine Änderung des Ruhestromes durch den FET. Der Ausdruck B ist abhängig von der Frequenzdifferenz ω1 - ω2; dieser Ausdruck B hängt somit von der dur eine Bewegung im überwachten Raum bedingten Dopplerfrequenz ( ω1 - ω2) ab. Expression A is time independent and results in a small change in quiescent current through the FET. The expression B depends on the frequency difference ω 1 - ω 2 ; this expression B thus depends on the Doppler frequency (ω 1 - ω 2 ) caused by a movement in the monitored space.
Der Ausdruck C besteht aus zwei Summanden, die von der ausgesandten und von der empfangenen Frequenz (ω1 bzw. ω2) abhängen. Der Ausdruck D enthält dreiThe expression C consists of two summands, which depend on the transmitted and on the received frequency (ω 1 and ω 2 ). Expression D contains three
Summanden, von denen die beiden ersten von den zweitenSummands, the first two of the second
Harmonischen der Frequenzen ω1 bzw. Co abhängen, während der dritte Summand von der SummenfrequenzHarmonics of the frequencies ω 1 or Co depend, while the third summand depends on the sum frequency
( ω1 + ω2) sbhängt.1 + ω 2 ) depends.
Man erkennt somit, daß die Einführung eines zweitenIt can thus be seen that the introduction of a second
Signales am Drain-Anschluß des FET eine Reihe vonSignals at the drain of the FET a series of
Wirkungen äußert. Dies beruht auf der nichtlinearenExpresses effects. This is based on the non-linear
Strom-Spannungs-Charakteristik des FET und kann für eine Mischfunktion, insbesondere für die Ermittlung der Doppler-Frequenzverschiebung ausgenutzt werden.Current-voltage characteristic of the FET and can be used for a mixed function, in particular for determining the Doppler frequency shift.
Im Anwendungsfall der Raumüberwachung mittels Doppler-Radar liegt die verschobene Frequenz ω2 sehr nahe an der Oszillator-Frequenz ω1. Die Differenz ω1 - ω2 ist daher sehr klein und liegt in der Größenordnung weniger Hz. Diese niederfrequente Spannung kann am Widersta 11 (Fig.2) leicht abgegriffen werden. Demgegenüber handelt es sich bei den Signalen gemäß den Ausdrücken C und D um sehr hohe Frequenzen, die durch den von der Induktivität 10 und der Kapazität 19 gebildeten Tiefpaßfilter abgeblockt werden und daher keine Spannung am Widerstand 11 erzeugen können. Das Signal gemäßIn the case of room monitoring using Doppler radar, the shifted frequency ω 2 is very close to the oscillator frequency ω 1 . The difference ω 1 - ω 2 is therefore very small and is of the order of magnitude of a few Hz. This low-frequency voltage can easily be tapped at the resistor 11 (FIG. 2). In contrast, the signals according to the expressions C and D are very high frequencies, which are blocked by the low-pass filter formed by the inductor 10 and the capacitor 19, and therefore no voltage can produce at the resistor 11. The signal according to
Ausdruck A ist frequenzunabhängig; es beeinflußt da her nur die Ruhespannung am Widerstand 11 und stört somit nicht die Gewinnung der dopplerfrequenten Sig nale.Expression A is frequency independent; it only affects the no-load voltage across resistor 11 and therefore does not interfere with the extraction of the Doppler-frequency signals.
Wie vorstehend dargelegt, ergibt das am Drain-Anschluβ des FET zusätzlich zur Oszillatorschwingung auftreten de Signal V2sinω2t verschiedene Mischprodukte, au denen das dopplerfrequente Signal entnommen werden kann. Der Einfluß des Signales V2sin ω2t auf die Os zillatorfunktion ist äußerst klein, wie die folgende Betrachtung der Relativwerte zeigt;As explained above, the signal V 2 sinω 2 t occurring at the drain connection of the FET in addition to the oscillator oscillation results in different mixed products from which the Doppler-frequency signal can be taken. The influence of the signal V 2 sin ω 2 t on the oscillator function is extremely small, as the following consideration of the relative values shows;
Für einen typischen Doppler-Sensor sei angenommen :For a typical Doppler sensor, assume:
V1 = 0,7 sin ω1t V2 = 0,07 sinω2tV 1 = 0.7 sin ω 1 t V 2 = 0.07 sinω 2 t
Vp = 5 VoltVp = 5 volts
B = - 0,05cos(ω12)tB = - 0.05cos (ω 12 ) t
C = - 7sin ω1t - 0,7sinω2tC = - 7sin ω 1 t - 0.7sinω 2 t
Der größte Ausdruck hierbei ist A; es ist dies jedoch ein Gleichstromanteil und hat daher keinen Einfluß auf die Oszillatorfunktion. Der nächstgrößte Ausdruck ist C, wobei der Ausdruck mit der Frequenz ω1 dominiert. Dies ist jedoch gerade die Komponente, die die Schwingung aufrechterhält. Sofern keine anderen Frequenzkomponenten von vergleichbarer Größe vorhanden sind, bleibt infolgedessen die Oszillatorfunktion durch das Vorhandensein des wesentlich kleineren Signales mit der Frequenz ω2 praktisch unbeeinflußt.The largest expression here is A; however, this is a DC component and therefore has no influence on the oscillator function. The next largest expression is C, the expression with the frequency ω 1 dominating. However, this is precisely the component that maintains the vibration. As a result, if there are no other frequency components of comparable size, the oscillator function remains practically unaffected by the presence of the much smaller signal with the frequency ω 2 .
Ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäβ zugleich als Detektor (Mischer) ausgebildeten Oszilllators ist in Fig.3 dargestellt.A further exemplary embodiment of the oscillator designed according to the invention as a detector (mixer) is shown in FIG.
Der Source-Anschluß s des FET 22 ist mit Masse verbunden. Drain- und Gate-Anschluß d bzw. g des FET 22 sind über eine erste Kapazität 23 gekoppelt. Der Gate-Anschluß g ist ferner über eine erste Impedanz 24 und die hierzu parallel angeordnete Reihenschaltung einer ersten Induktivität 25 und einer zweiten Kapazität 26 mit Masse verbunden. Zwischen der Induktivität 25 und der Kapazität 26 ist eine erste Vorspannungsquelle (Anschluß 27) angeschlossen.The source terminal s of the FET 22 is connected to ground. The drain and gate terminals d and g of the FET 22 are coupled via a first capacitance 23. The gate connection g is also connected to ground via a first impedance 24 and the series circuit of a first inductance 25 and a second capacitance 26 arranged in parallel therewith. A first bias source (terminal 27) is connected between the inductor 25 and the capacitor 26.
Der Drain-Anschluß d des FET 22 ist über eine zweite Impedanz 28 und eine dritte Kapazität 29 mit der Antenne (Anschluß 30) verbunden. Der Verbindungspunkt zwischen der Impedanz 28 und der Kapazität 29 ist über die Reihenschaltung einer zweiten Induktivität 31 und einer vierten Kapazität 32 mit Masse verbunden. An den Verbindungspunkt zwischen der Induktivität 31 und der Kapazität 32 ist über einen Widerstand 33 eine zweite Vorspannungsquelle (Anschluß 34) angeschlossen. An den Klemmen 35, 36 des Widerstandes 33 werden die dopplerfrequenten Signale abgegriffen.The drain terminal d of the FET 22 is connected to the antenna (terminal 30) via a second impedance 28 and a third capacitance 29. The connection point between the impedance 28 and the capacitance 29 is connected to ground via the series connection of a second inductance 31 and a fourth capacitance 32. A second bias voltage source (connection 34) is connected to the connection point between the inductance 31 and the capacitance 32 via a resistor 33. The Doppler-frequency signals are tapped at the terminals 35, 36 of the resistor 33.
Die Kapazität 23 stellt hier die Rückkopplung vom Drain- zum Gate-Anschluß des FET 22 dar. Die Oszilla torfrequenz wird durch die Impedanz 24 bestimmt, die auf den FET 22 abgestimmt wird. Die Impedanz 28 (beispielsweise ein dielektrischer Resonator) dient zur Stabilisierung der Oszillator-Funktion. Die In duktivitäten 25, 31 sowie die Kapazitäten 26, 32 stellen Tiefpaßfilter in den Vorspannungskreisen dar. Die Kapazität 29 stellt eine niedrige Impedanz für die Oszillatorfrequenz dar, hält jedoch die Vor spannung vom Ausgangs-Anschluß 30 fern.The capacitance 23 here represents the feedback from the drain to the gate connection of the FET 22. The oscillator gate frequency is determined by the impedance 24, which is matched to the FET 22. The impedance 28 (for example a dielectric resonator) serves to stabilize the oscillator function. In the ductivities 25, 31 and the capacities 26, 32 represent low-pass filters in the bias circuits. The capacitance 29 represents a low impedance for the oscillator frequency, but keeps the voltage from the output terminal 30 off.
Bei dem in Fig.4 dargestellten weiteren Ausführungsbeispiel ist der Gate-Anschluß g des FET 37 über eine erste Induktivität 38 mit Masse verbunden. Der Source-Anschluß s des FET 37 ist über eine erste Impedanz 39 und eine hierzu parallel angeordnete Reihenschaltung einer zweiten Induktivität 40 und einer ersten Kapazität 41 mit Masse verbunden. An den Verbindungspu der Induktivität 40 und der Kapazität 41 ist eine erste Vorspannungsquelle (Anschluß 42) angeschlossIn the further exemplary embodiment shown in FIG. 4, the gate connection g of the FET 37 is connected to ground via a first inductance 38. The source connection s of the FET 37 is connected to ground via a first impedance 39 and a series circuit of a second inductor 40 and a first capacitance 41 arranged in parallel therewith. A first bias voltage source (connection 42) is connected to the connecting point of the inductance 40 and the capacitance 41
Der Drain-Anschluß d des FET 37 ist über eine zweite Kapazität 43 mit der Antenne verbunden (Anschluß 44) und ist über die Reihenschaltung einer dritten Induktivität 45 und einer dritten Kapazität 46 an Masse angeschlossen. An den Verbindungspunkt der Induktivität 45 und der Kapazität 46 ist eine zweite Vorspannungsquelle (Anschluß 47) über einen Wider stand 48 angeschlossen, an dessen Klemmen 49, 50 die dopplerfrequenten Signale abgegriffen werden.The drain connection d of the FET 37 is connected to the antenna via a second capacitance 43 (connection 44) and is connected to ground via the series connection of a third inductance 45 and a third capacitance 46. At the connection point of the inductance 45 and the capacitance 46 is a second bias voltage source (connection 47) via a counter was connected 48, at whose terminals 49, 50 the Doppler-frequency signals are tapped.
Die Induktivität 38 bewirkt die Rückkopplung zwischen Source- und Gate-Anschluß des FET 37. Die Frequenz des Oszillators wird durch die Impedanz 39 bestimmt; sie kann durch eine Teillänge der Übertragungsleitung, einen dielektrischen Resonator oder einen Hohlraum gebildet werden. Die Induktivitäten 40, 45 und die Kapazitäten 41, 46 bilden in den Vorspannungskreisen einen Tiefpaßfilter. Die Kapazität 43 stellt eine niedrige Impedanz für die Oszillatorfrequenz dar, hält jedoch die Vorspannung vom Antennenausgang fern.The inductance 38 effects the feedback between the source and gate connection of the FET 37. The frequency of the oscillator is determined by the impedance 39; it can be formed by a partial length of the transmission line, a dielectric resonator or a cavity. Inductors 40, 45 and capacitors 41, 46 form a low-pass filter in the bias circuits. The capacitance 43 represents a low impedance for the oscillator frequency, but keeps the bias voltage away from the antenna output.
Bei dem in Fig.5 dargestellten weiteren Ausführungsbeispiel sind der Drain- und Source-Anschluß d, sdes FET 51 über eine erste Kapazität 52 gekoppelt. Der Drain-Anschluß d ist über eine erste Impedanz 53 mit Masse verbunden. Der Gate-Anschluß g ist über eine erste Induktivität 54 an Masse angeschlossen.In the further exemplary embodiment shown in FIG. 5, the drain and source connection d, s of the FET 51 are coupled via a first capacitance 52. The drain terminal d is connected to ground via a first impedance 53. The gate connection g is connected to ground via a first inductance 54.
Der Source-Anschluß s des FET 51 ist über eine zweite Impedanz 55 mit der Antenne (Anschluß 56) verbunden und über die Reihenschaltung einer zweiten Induktivität 57 und einer zweiten Kapazität 58 mit Masse verbunden. An den Verbindungspunkt der Induktivität 57 und der Kapazität 58 ist eine Vorspannungsquelle (Anschluß 59) über einen Widerstand 60 angeschlossen, an dem die dopplerfrequenten Signale abgegriffen werden. Fig.6 zeigt ein Ausführungsbeispiel, das weitgehend der Anordnung gemäß Fig.2 entspricht. Für gleiche Bau teile sind demgemäß dieselben Bezugszeichen verwendet. Im Unterschied zu Fig.2 wird bei der Ausführung gemäb Fig.6 das im Source-Drain-Stromkreis des FET 8 liegen de Schaltungselement, an dem die dopplerfrequenten Signale abgegriffen werden, durch eine Konstantstrom quelle 90 gebildet.The source connection s of the FET 51 is connected to the antenna (connection 56) via a second impedance 55 and connected to ground via the series connection of a second inductance 57 and a second capacitance 58. A bias voltage source (connection 59) is connected to the connection point of the inductance 57 and the capacitance 58 via a resistor 60, from which the Doppler-frequency signals are tapped. 6 shows an embodiment which largely corresponds to the arrangement according to FIG. For the same construction parts, the same reference numerals are used accordingly. In contrast to FIG. 2, in the embodiment according to FIG. 6, the circuit element located in the source-drain circuit of the FET 8, on which the Doppler-frequency signals are tapped, is formed by a constant current source 90.
Die Wirkungsweise dieser Schaltung ist wie folgt. Bei Einschaltung liefert die Konstantstromquelle 90 einen vorgegebenen Strom in den Source-Drain-Stromkreis FET 8; der Stromwert hängt von der Vorspannung ab. Die zwischen den Klemmen 13, 14 auftretende Spannung hängt dann vom Widerstand der Source-Drain-Strecke ab. Bei Bewegungen in dem überwachten Raum ergeben sich dann - wie bereits erläutert - Stromschwankungen (mit Dopplerfrequenz) der Niederfrequenzkomponenten, die zu entsprechenden SpannungsSchwankungen zwischen den Klemmen 13, 14 führen. Der von der Induktivität 10 und von der Kapazität 19 gebildete Filter hat die gleiche Funktion wie bei Fig.2 beschrieben; er hält hochfrequente Signale von den Vorspannungskreisen fern. The operation of this circuit is as follows. When switched on, the constant current source 90 delivers a predetermined current into the source-drain circuit FET 8; the current value depends on the preload. The voltage occurring between the terminals 13, 14 then depends on the resistance of the source-drain path. Movements in the monitored room then - as already explained - result in current fluctuations (with Doppler frequency) of the low-frequency components, which lead to corresponding voltage fluctuations between terminals 13, 14. The filter formed by the inductor 10 and the capacitor 19 has the same function as described in FIG. 2; it keeps high-frequency signals away from the bias circuits.
Der erfindungsgemäße Oszillator, für den anhand de Fig.1 bis 6 einige Ausführungsbeispiele erläutert wurden, kann zweckmäßig in Mikrostreifen-Bauweise (microstrip bzw. stripline) ausgebildet sein. Zur Erläuterung dessen, was hier unter "Mikrostreifen-Bauweise" zu verstehen ist, sei zunächst auf die Fig.7 und 8 bezug genommen.The oscillator according to the invention, for which some exemplary embodiments have been explained with reference to FIGS. 1 to 6, can expediently be designed in a microstrip design (microstrip or stripline). To explain what is to be understood here under "microstrip construction", reference is first made to FIGS. 7 and 8.
Fig.7 zeigt die Bauweise, die im anglo-amerikanischen Schrifttum als "Stripline-Bauweise" bezeichnet wird. Bei dieser für Mikrowellentechnik geeigneten Bauweise sind zwei flache Isolierplatten 61, 62 vorgesehen, die an ihrer Außenseite eine metallische Schicht 61a bzw. 62a aufweisen, die üblicherweise auf Massepotential liegt. Ein Leiter 63 in Form eines dünnen Metallstreifens ist sandwichartig zwischen den Isolierplatten 61 , 62 angeordnet und dient als Mikrowellenleitung.Fig. 7 shows the construction, which is called "stripline construction" in the Anglo-American literature. In this construction suitable for microwave technology, two flat insulating plates 61, 62 are provided, which have a metallic layer 61a or 62a on their outside, which is usually at ground potential. A conductor 63 in the form of a thin metal strip is sandwiched between the insulating plates 61, 62 and serves as a microwave line.
Fig.8 zeigt demgegenüber die sog. "Mikrostrip-Bauweise" Hier ist nur eine Isolierplatte 64 vorgesehen, die auf ihrer einen Seite mit einer üblicherweise auf Massepotential gehaltenen metallischen Schicht 64a versehen ist und auf ihrer anderen Seite den zur Leitung der Mikrowellen bestimmten Leiter 65 trägt.In contrast, FIG. 8 shows the so-called “microstrip construction”. Only one insulating plate 64 is provided here, which is provided on one side with a metallic layer 64a, which is usually held at ground potential, and on the other side, the conductor 65 intended for conducting the microwaves wearing.
Im vorliegenden Zusammenhang werden unter der Bezeichnung "Mikrostreifen-Bauweise" beide, in den Fig.7 und 8 dargestellten Ausführungen verstanden.In the present context, the term "microstrip design" is understood to mean both the designs shown in FIGS. 7 and 8.
Gemäß einer zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung kann auch die Antenne in Mikrostreifen-Bauweise (als Planar-Antenne) ausgebildet sein. Ein Ausführungs beispiel, bei dem Oszillator, Antenne und ihre Ver bindungsleitungen in Mikrostreifen-Bauweise ausge bildet und auf demselben Trägermaterial angeordnet sind, ist in den Fig.9 und10 dargestellt. Dabei zeigt Fig.9 den Oszillator und Fig.10die auf demselben Trägermaterial angeordnete (somit rechts von Fig.8 anschließende) Antenne.According to an expedient embodiment of the invention, the antenna in microstrip design (as Planar antenna). An embodiment example in which the oscillator, antenna and their connecting lines are formed in microstrip design and are arranged on the same carrier material is shown in FIGS. 9 and 10. 9 shows the oscillator and FIG. 10 shows the antenna arranged on the same carrier material (thus adjoining to the right of FIG. 8).
Der Oszillator gemäß Fig.9 ist dabei entsprechend der Schaltung gemäß Fig.2 aufgebaut. Für die einzelnen Teile sind demgemäß die gleichen Bezugszeichen wie in Fig.2 vorgesehen.The oscillator according to FIG. 9 is constructed in accordance with the circuit according to FIG. 2. The same reference numerals are accordingly provided for the individual parts as in FIG.
Auf der aus Isoliermaterial bestehenden TrägerplatteOn the carrier plate made of insulating material
66 ist der FET 8 in Mikrostreifen-Bauweise angeordnet. Die Gate-, Drain- und Source-Anschlüsse des FET 8 sind mit entsprechenden Anschlußleitern verbunden, die mit 67, 68, 69 und 70 bezeichnet sind. Zwischen den Anschlußleitern 67 und 69 ist die Impedanz 9, ein dielektrischer Resonator, als Rückkopplung zwischen Source- und Gate-Anschluß vorgesehen. Im übrigen ergeben sich die Einzelheiten der Schaltung aus der Erläuterung zu Fig.2. Die Masse-Metallisierung der Trägerplatte 6 ist mit 71 bezeichnet.66, the FET 8 is arranged in a microstrip design. The gate, drain and source connections of the FET 8 are connected to corresponding connection conductors, which are designated as 67, 68, 69 and 70. Between the connection conductors 67 and 69, the impedance 9, a dielectric resonator, is provided as a feedback between the source and gate connection. Otherwise, the details of the circuit result from the explanation of FIG. 2. The ground metallization of the carrier plate 6 is denoted by 71.
Fig.10zeigt die zum Oszillator gemäß Fig.9 gehörende Antenne 72. Sie ist auf derselben Trägerplatte 66 wie der Oszillator angeordnet und steht mit die über den Anschluß 16 in Verbindung. Die in Mikrostreifen-Bauweise ausgebildete Antenne enthält beim dargestellten Ausführungsbeispiel mehrere Antennen elemente 73 bis 77, die jeweils aus in entgegengesetzte Richtung weisenden streifenartigen Leitern bestehen und vom gemeinsamen Anschluß 16 mit Mikrowellen-Energie gespeist werden.10 shows the antenna 72 belonging to the oscillator according to FIG. 9. It is arranged on the same carrier plate 66 as the oscillator and is connected to it via the connection 16. The antenna designed in microstrip design contains several antennas in the illustrated embodiment elements 73 to 77, each consisting of strip-like conductors pointing in the opposite direction and fed by the common connection 16 with microwave energy.
Im Rahmen der Erfindung sind selbstverständlich auch zahlreiche andere Ausführungen von Planar-Antennen möglich. So können etwa die Streifen der einzelnen Antennenelemente um 90° gegeneinander versetzt sein, um eine kreisförmige Polarisation des Antennenstrahles zu erzielen.Numerous other designs of planar antennas are of course also possible within the scope of the invention. For example, the strips of the individual antenna elements can be offset from one another by 90 ° in order to achieve a circular polarization of the antenna beam.
Fig.11 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem eine Hornantenne 78 mit einem Oszillator 79 kombiniert ist, der in Mikrostreifen-Bauweise ausgebildet ist und mit einem Leiterstreifen 80 in die Hornantenne 78 hineinragt. Die vom Oszillator erzeugten Mikrowellen werden durch den Leiterstreifen 80 in die Hornantenne 78 übertragen und von dieser abgestrahlt. Die von der Antenne aufgenommenen Mikrowellen werden wie bei den erläuterten Ausführungsbeispielen dem zugleicn als Detektor (Mischer) ausgebildeten Oszillator zugeführt und erzeugen die dopplerfrequenten Nutzsignale.FIG. 11 shows an exemplary embodiment in which a horn antenna 78 is combined with an oscillator 79 which is designed in a microstrip design and projects into the horn antenna 78 with a conductor strip 80. The microwaves generated by the oscillator are transmitted through the conductor strip 80 into the horn antenna 78 and radiated by the latter. As in the exemplary embodiments explained, the microwaves picked up by the antenna are fed to the oscillator, which is designed as a detector (mixer), and generate the Doppler-frequency useful signals.
Bei dem gleichfalls nur ganz schematisch veranschaulichten Ausführungsbeispiel gemäß Fig.12 ist eine Baugruppe 81, die den Oszillator mit FET enthält, über einen Koaxialanschluß 82 mit einer Hornantenn 83 verbunden. Statt einer Hornantenne kann selbstverständlich auch hier eine Antenne in Mikrostreif Bauweise oder jede andere Antenne mit Koaxialansch Verwendung finden. Fig.13 veranschaulicht schließlich ein Ausführungs beispiel, bei dem im Inneren eines an eine Hornantenne 84 angeschlossenen Hohlraum-Resonators 85 ein FET 51 vorgesehen ist, der in einer sog. Koaxial-Packung auf einer Stütze 87 angeordnet ist. Die Stromversor gung des FET 51 erfolgt über einen Anschluß 88, der isoliert durch die Wandung des Hohlraum-Resonators 85 hindurchgeführt ist.In the likewise only very schematically illustrated exemplary embodiment according to FIG. 12, an assembly 81 which contains the oscillator with FET is connected to a horn antenna 83 via a coaxial connection 82. Instead of a horn antenna, an antenna in microstrip design or any other antenna with coaxial flange can of course also be used here. Finally, FIG. 13 illustrates an exemplary embodiment in which an FET 51 is provided in the interior of a cavity resonator 85 connected to a horn antenna 84 and is arranged in a so-called coaxial packing on a support 87. The power supply of the FET 51 takes place via a connection 88 which is passed through the wall of the cavity resonator 85 in an insulated manner.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig.13 ist dieIn the exemplary embodiment according to FIG. 13, the
Schaltung gemäß Fig.5 gewählt. Der Gate-Anschluß g des FET 51 ist demgemäß über eine Induktivität 54 (die durch einen kurzen Draht gebildet wird) mit der auf Massepotential liegenden Wandung des Hohlraum- Resonators 85 verbunden. Die Stütze 87 bildet die Im pedanz 53 gemäß Fig.5. Die Abmessungen der Stütze 87, des Anschlusses 88 und der Induktivität 54 sind so gewählt, daß sich eine Schwingung mit der Resonanzfrequenz des Hohlraumes (bestimmt durch die Innenabmessungen von Hohlraum-Resonator 85 und Hornantenne 84) ergibt.Circuit selected according to Fig.5. The gate connection g of the FET 51 is accordingly connected via an inductance 54 (which is formed by a short wire) to the wall of the cavity resonator 85 which is at ground potential. The support 87 forms the Im pedanz 53 according to Fig.5. The dimensions of the support 87, the connection 88 and the inductor 54 are chosen so that there is an oscillation with the resonance frequency of the cavity (determined by the internal dimensions of the cavity resonator 85 and horn antenna 84).
Die Kapazität 52 (Fig.5), die die Rückkopplung vom Source- zum Drain-Anschluß des FET 51 bildet, wird durch den Abstand zwischen Stütze 87 und AnschlußThe capacitance 52 (FIG. 5), which forms the feedback from the source to the drain connection of the FET 51, is determined by the distance between the support 87 and the connection
88 bestimmt. Die Impedanz 55 wird durch den Hohlraum-Resonator 85 gebildet. Diese Impedanz stabilisiert die Schwingung und überträgt die Leistung auf die Hornantenne 84. Die Induktivität 57 und die Kapazität 58 (vgl. Fig.5) werden durch den Anschluß 88 gebildet. Am Widerstand 60 wird das dopplerfrequente Nutzsignal abgenommen. Die Funktion entspricht auch hier dem anhand von Fig.2 ausführlich erläuterten Beispiel.88 determined. The impedance 55 is formed by the cavity resonator 85. This impedance stabilizes the oscillation and transmits the power to the horn antenna 84. The inductance 57 and the capacitance 58 (see FIG. 5) are formed by the connection 88. The Doppler frequency useful signal is taken from the resistor 60. The function also corresponds here the example explained in detail with reference to FIG. 2.
Abschließend sei noch darauf hingewiesen, daß Source-und Drain-Anschluß bei den meisten Feldeffekt-Transistoren niedriger Leistung grundsätzlich vertauscht werden können.In conclusion, it should also be pointed out that the source and drain connections can in principle be interchanged with most low-power field-effect transistors.
Weiterhin ist zu bemerken, daß auch ein Pulsbetrieb möglich ist. Hierbei wird der bei den beschriebenen Ausführungsbeispielen vorgesehene Tiefpaßfilter durch einen Bandfilter ersetzt, wobei der Durchlaßbereich unter der Oszillatorfrequenz des FET liegt. It should also be noted that pulse operation is also possible. In this case, the low-pass filter provided in the described exemplary embodiments is replaced by a band filter, the pass band being below the oscillator frequency of the FET.

Claims

Patentansprüche: Claims:
1. Vorrichtung zur Raumüberwachung mittels Doppler Radar, enthaltend einen Mikrowellen-Oszillator, eine Sende-Empfangs-Antenne sowie einen Detekt zur Gewinnung von Signalen mit Doppler-Frequenz bei Bewegungen innerhalb des überwachten Raumes, dadurch gekennzeichnet, daß der Detektor durch den zugleich als Mischer wirkenden Oszillator gebildet wird, der einen1. Device for room monitoring by means of Doppler radar, containing a microwave oscillator, a transmit / receive antenna and a detector for obtaining signals with Doppler frequency when moving within the monitored room, characterized in that the detector is also used as a mixer acting oscillator is formed, the one
Feldeffekt-Transistor (FET) enthält, in dessen Source-Drain-Stromkreis ein über einen Filter angeschlossenes Schaltungselement zum A griff der dopplerfrequenten Signale vorgesehen ist.Contains field effect transistor (FET), in the source-drain circuit of which a circuit element connected via a filter is provided to handle the Doppler-frequency signals.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , gekennzeichnet durch einen GaAs-FET.2. Device according to claim 1, characterized by a GaAs FET.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeich net, daß der Oszillator in Mikrostreifen-Bauweise3. Device according to claim 1, characterized in that the oscillator in microstrip design
(microstrip bzw. stripline) ausgebildet ist.(microstrip or stripline) is formed.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeich net, daß die Antenne als Planar-Antenne in Mikro streifen-Bauweise ausgebildet ist.4. The device according to claim 1, characterized in that the antenna is designed as a planar antenna in micro stripe design.
5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 3 und 4 , dadurch gekennzeichnet, daß Oszillator, Antenne und ihre Verbindungsleitungen in Mikrostreifen-Bauweise ausgebildet und auf demselben Trägermaterial an geordnet sind. 5. Device according to claims 3 and 4, characterized in that the oscillator, antenna and their connecting lines are formed in microstrip design and are arranged on the same carrier material.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Antenne als Hornantenne ausgebildet und mit dem Oszillator über Verbindungsleitungen in Mikrostreifen-Bauweise oder in Koaxial-Bauweise verbunden ist.6. The device according to claim 1, characterized in that the antenna is designed as a horn antenna and is connected to the oscillator via connecting lines in microstrip design or in coaxial design.
7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichn daß der Oszillator in Koaxial-Bauweise in einem mit einer Hornantenne verbundenen Hohlraum-Reso nator angeordnet ist.7. The device according to claim 1, characterized in that the oscillator is arranged in a coaxial design in a cavity antenna connected to a horn antenna.
8. Vorrichtung nach Anspruch 1 , gekennzeichnet durch folgende Schaltung des Oszillators:8. The device according to claim 1, characterized by the following circuit of the oscillator:
a) Source- und Gate-Anschluß des FET (8) sind über eine erste Impedanz (9) gekoppelt;a) source and gate of the FET (8) are coupled via a first impedance (9);
b) der Source-Anschluß ist über eine erste Indukti vität (10) und einen ersten Widerstand (11), an dem die dopplerfrequenten Signale abgegriffen werden, mit einer Vorspannungsquelle (Anschluß 12) verbunden;b) the source connection is connected via a first inductance (10) and a first resistor (11), at which the Doppler-frequency signals are tapped, to a bias voltage source (connection 12);
c) der Drain-Anschluß des FET ist über eine erste Kapazität (15) mit der Antenne (Anschluß 16) und über die Reihenschaltung einer zweiten Indukti vität (17) und eines zweiten Widerstandes (18) mit Masse verbunden;c) the drain connection of the FET is connected via a first capacitance (15) to the antenna (connection 16) and via the series circuit of a second inductance (17) and a second resistor (18) to ground;
d) der Verbindungspunkt zwischen dem ersten Wider stand (11) und der ersten Induktivität (10) is über eine zweite Kapazität (19) mit Masse verbunden; e) der Gate-Anschluß des FET ist über die Parallel schaltung eines dritten Widerstandes (20) und einer dritten Induktivität (21) mit Masse verbun den.d) the connection point between the first opponent (11) and the first inductor (10) is connected to ground via a second capacitance (19); e) the gate connection of the FET is connected via the parallel circuit of a third resistor (20) and a third inductor (21) to ground.
9. Vorrichtung nach Anspruch 1 , gekennzeichnet durch folgende Schaltung des Oszillators:9. The device according to claim 1, characterized by the following circuit of the oscillator:
a) Der Source-Anschluß des FET (22) ist mit Masse ver bunden;a) The source connection of the FET (22) is connected to ground;
b) Drain- und Gate-Anschluß des FET sind über eine erste Kapazität (23) gekoppelt;b) drain and gate connection of the FET are coupled via a first capacitance (23);
c) der Gate-Anschluß ist über eine erste Impedanzc) the gate connection is via a first impedance
(24) und die hierzu parallel angeordnete Reihen schaltung einer ersten Induktivität (25) und einer zweiten Kapazität (26) mit Masse verbunden;(24) and the series circuit connected in parallel to this, a first inductor (25) and a second capacitance (26) connected to ground;
d ) zwischen der ersten Induktivität (25) und der zwei ten Kapazität (26) ist eine erste Vorspannungsquelle (Anschluß 27) angeschlossen;d) between the first inductance (25) and the two-th capacitance (26), a first bias voltage source (terminal 27) is connected;
e) der Drain-Anschluß ist über eine zweite Impedanz (28) und eine dritte Kapazität (29) mit der Antenne (Anschluß 30) verbunden;e) the drain connection is connected to the antenna (connection 30) via a second impedance (28) and a third capacitance (29);
f) der Verbindungspunkt zwischen der zweiten Impedanz (28) und der dritten Kapazität (29) ist über die Reihenschaltung einer zweiten Induktivitätf) the connection point between the second impedance (28) and the third capacitance (29) is via the series connection of a second inductance
(31) und einer vierten Kapazität (32) mit Masse verbunden; g) an den Verbindungspunkt zwischen der zweiten Induktivität (31) und der vierten Kapazität (32) ist über einen Widerstand (33), andern die dopplerfrequenten Signale abgegriffen werden, eine zweite Vorspannungsquelle (Anschluß 34) an geschlossen.(31) and a fourth capacitance (32) connected to ground; g) at the connection point between the second inductance (31) and the fourth capacitance (32) is connected via a resistor (33), the Doppler-frequency signals are tapped, a second bias voltage source (connection 34) to.
10. Vorrichtung nach Anspruch 1 , gekennzeichnet durch folgende Schaltung des Oszillators:10. The device according to claim 1, characterized by the following circuit of the oscillator:
a) Der Gate-Anschluß des FET (37) ist über eine erste Induktivität (38) mit Masse verbunden;a) The gate connection of the FET (37) is connected to ground via a first inductance (38);
b) der Source-Anschluß ist über eine erste Impedanz (39) und eine hierzu parallel angeordnete Reihen schaltung einer zweiten Induktivität (40) und einer ersten Kapazität (41) mit Masse verbunden;b) the source connection is connected to ground via a first impedance (39) and a series circuit arranged in parallel therewith of a second inductance (40) and a first capacitance (41);
c) an den Verbindungspunkt der ersten Kapazität (41) und der zweiten Induktivität (40) ist eine erste Vorspannungsquelle (Anschluß 42) angeschlossen;c) a first bias voltage source (terminal 42) is connected to the connection point of the first capacitance (41) and the second inductance (40);
d) der Drain-Anschluß ist über eine zweite Kapazi tat (43) mit der Antenne (Anschluß 44) verbunden und über die Reihenschaltung einer dritten Induktivität (45) und einer dritten Kapazität (46) an Masse angeschlossen;d) the drain connection is connected via a second capacitance (43) to the antenna (connection 44) and is connected to ground via the series connection of a third inductance (45) and a third capacitance (46);
e) an den Verbindungspunkt der dritten Induktivi tät (45) und der dritten Kapazität (46) ist eine zweite Vorspannungsquelle (Anschluß 47) über einen Widerstand (48) angeschlossen, an dem die dopplerfrequenten Signale abgegriffen werden.e) to the connection point of the third inductance (45) and the third capacitance (46) is a second bias voltage source (terminal 47) a resistor (48) is connected to which the Doppler-frequency signals are tapped.
11. Vorrichtung nach Anspruch 1 , gekennzeichnet durch folgende Schaltung des Oszillators:11. The device according to claim 1, characterized by the following circuit of the oscillator:
a) Drain- und Source-Anschluß des FET (51) sind über eine erste Kapazität (52) gekoppelt;a) drain and source connection of the FET (51) are coupled via a first capacitance (52);
b) der Drain-Anschluß ist über eine erste Impe danz (53) mit Masse verbunden;b) the drain connection is connected via a first impedance (53) to ground;
c) der Gate-Anschluß ist über eine erste Indukti vität (54) mit Masse verbunden;c) the gate connection is connected to ground via a first inductance (54);
d) der Source-Anschluß ist über eine zweite Impe danz (55) mit der Antenne (Anschluß 56) und über die Reihenschaltung einer zweiten Indukti vität (57) und einer zweiten Kapazität (58) mit Masse verbunden;d) the source connection is connected via a second impedance (55) to the antenna (connection 56) and via the series circuit of a second inductance (57) and a second capacitance (58) to ground;
e) an den Verbindungspunkt der zweiten Indukti vität (57) und der zweiten Kapazität (58) ist eine Vorspannungsquelle (Anschluß 59) über einen Widerstand (60) angeschlossen, an dem die dopplerfrequenten Signale abgegriffen werden.e) at the connection point of the second inductance (57) and the second capacitance (58), a bias voltage source (connection 59) is connected via a resistor (60), at which the Doppler-frequency signals are tapped.
12. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekenn zeichnet, daß im Source-Drain-Stromkreis des12. The apparatus according to claim 1, characterized in that in the source-drain circuit
FET (8) eine Konstantstromquelle (90) angeordnet ist, an deren Klemmen (13, 14) die dopplerfrequenten Signale abgreifbar sind. FET (8) a constant current source (90) is arranged, at the terminals (13, 14) of which the Doppler-frequency signals can be tapped.
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